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改造方案的確定

　　對加工中心進行改造的目的是對控制部分進行配置、設計及調(diào)試，使其能*符合原機床出廠時的技術規(guī)格和精度標準。經(jīng)綜合的對照分析，采用了西門子840C系統(tǒng)對其進行改造，并將除主軸外所有進給軸的電機由直流伺服電機改為交流電機，采用611A驅動。

系統(tǒng)的改造與調(diào)試

　　機床改造的基本配置（1）硬件配置包括操作顯示部分、主機框架及輸入輸出設備。由于該機床有6個模擬軸，所以主機框架采用3個子框架。每個子框架帶有風扇和6個模板插槽位置。主機框架上裝有電源模塊、CSB（中央服務）板、位置測量板、MMC- CPU板、NC- CPU板、PLC- CPU板等。

　　軟件配置是根據(jù)其硬件配置及機械結構進行有關參數(shù)設定。這里設置兩個方式組，兩個通道。

　　*通道屬于*方式組，第二通道屬于第二方式組；設置X，Y，Z，B，Q，S的指令值，實際值接口地址及實際位置的加權值；定義X，Y，Z軸為線性軸及B，Q軸為旋轉軸且B軸為等分軸；定義X，Y，Z，B，Q，S軸屬于*通道；還定義DMP模塊地址等。

　　西門子840C系統(tǒng)的控制機構NCK主要用來控制軸的插補；PLC主要是控制機床的操作面板和完成機床的運動邏輯；MMC是個人微機，主要完成人機對話。

機床改造的設計與調(diào)試

　?。?）NC與PLC系統(tǒng)在數(shù)控機床中，電氣系統(tǒng)的核心部件就是NC與PLC系統(tǒng)，NC數(shù)控系統(tǒng)是根據(jù)NC程序通過一定的算法對刀具運動軌跡進行控制。PLC是可編程控制器，它是根據(jù)輸入信號依照已編制的控制邏輯去控制執(zhí)行部件。NC是在PLC的監(jiān)控下進行工作，PLC不但要監(jiān)控NC，還要監(jiān)控外部執(zhí)行部件（如刀庫、液壓系統(tǒng)等）。

　　NC系統(tǒng)中X，Y，Z線性軸的測量系統(tǒng)為線性光柵尺，采用全閉環(huán)位置控制；B，Q軸為旋轉軸，其測量系統(tǒng)為圓編碼器，并采用半閉環(huán)位置控制。這個系統(tǒng)的調(diào)整主要是完成進給軸、主軸、通道、方式組等參數(shù)匹配，并用激光干涉儀做螺距補償，來提高機床的加工精度。

　　PLC系統(tǒng)的設計主要是PLC程序的設計，PLC程序采用STEP5編程語言（與原西門子8系統(tǒng)是兼容的），系統(tǒng)中設計了標準的接口（OB塊），還有受OB塊調(diào)用的FB，PB，SB，DB，F(xiàn)X，DX塊，用戶的控制軟件就在這些塊中。另外將增加的實現(xiàn)手輪控制的PLC程序和原來的PLC程序通過編程器調(diào)整后移植到現(xiàn)在的PLC中，來完成PLC程序的調(diào)試。

　　611A驅動系統(tǒng)的調(diào)試驅動系統(tǒng)的調(diào)試直接關系到機床運動的穩(wěn)定性和加工件的精度。系統(tǒng)模塊上有4個電位器，主要調(diào)整速度控制增益和漂移補償。調(diào)整速度控制增益時，可以先將電位器調(diào)大較多，讓電機出現(xiàn)震蕩，再慢慢往回調(diào)，直到只能聽到輕微的聲音為止。調(diào)整漂移補償?shù)姆椒ň褪菙嚅_指令電壓，讓電機停止轉動即可。

　　自定義報警系統(tǒng)設置報警文本功能，系統(tǒng)除了進行相應的保護動作外，同時顯示報警號和報警文本。

改造的效果

　　改造完成后該中心數(shù)控系統(tǒng)的各項功能齊全，運行可靠，且各運動部件及發(fā)熱單元溫升正常，設備運行近2 a以來，未出現(xiàn)過驅動裝置部分故障。新增加的手持功能也大大方便了操作。另外伺服軸的驅動由原來的直流伺服電機改為交流伺服電機，大大縮短了非正常停機時間，提高了工作效率。加工件的精度及其它技術要求均能滿足。